Phytoremediation of toxic heavy metals in polluted soils and water of Dargai District Malakand Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan / Fitorremediação de metais pesados ​​tóxicos em solos e água poluídos do distrito de Dargai Malakand Khyber Pakhtunkhwa, Paquistão

ABSTRACT

Abstract The contamination of natural resources with heavy metals released from steel mills is the primary cause of soil and water pollution in the Dargai Malakand, located on the northern side of Pakistan. Therefore, the present study was aimed to determine the level of heavy metals in soil and water samples of this area. The wild plant growing (nine native plants Pteris vittata, Populus nigra, Eucalyptus camaldulensis, Persicaria maculosa, Arundo donax, Xanthium strumarium, Verbascum thapsus, Ricinus communis and Parthenium hysterophorus) there were then tested for their phytoremediation capabilities which is an environmentally friendly, generally utilized, and low-cost approach to eliminate heavy metals from polluted soils and water. Soil, water, and effluent samples were taken from the contaminated sites of seven steel mills in Dargai District Malakand and subjected to heavy metals analysis. Based on bioconcentration factor (BCF) and translocation factor (TF) calculated, The highest BCF for zinc was recorded for Pteris vittata roots (3.93), while the lowest value was observed for Verbascum thapsus leaves (0.306). Pteris vittata root showed the highest BCF for iron (1.618), while Ricinus communis leaves showed the lowest (0.023). The highest BCF value for chromium was highest for Populus nigra roots (0.717), while the lowest value was recorded for Persicaria maculosa leaves (0.031). For the selected metals; Fe, Zn and Cr the highest TF were recorded for Pteris vittata (0.988), Verbascum thapsus (0.944) and Xanthium strumairum (0.968) respectively. Therefore, it is recommended that these plants should be grown near to steel mills to reclaim heavy metals from industrial effluent, polluted soil as well as from polluted water.

RESUMO

A contaminação dos recursos naturais com metais pesados ​​liberados pelas siderúrgicas é a principal causa da poluição do solo e da água no Dargai Malakand, localizado no lado norte do Paquistão. Portanto, o presente estudo teve como objetivo determinar o teor de metais pesados ​​em amostras de solo e água desta área. O cultivo de plantas silvestres (nove plantas nativas Pteris vittata, Populus nigra, Eucalyptus camaldulensis, Persicaria maculosa, Arundo donax, Xanthium strumarium, Verbascum thapsus, Ricinus communis e Parthenium hysterophorus) foi testado quanto às suas capacidades de fitorremediação, que é um meio ambiente, geralmente utilizado, e abordagem de baixo custo para eliminar metais pesados ​​de solos e águas poluídas. Amostras de solo, água e efluentes foram retiradas dos locais contaminados de sete siderúrgicas no distrito de Dargai, Malakand, e submetidas à análise de metais pesados. Com base no fator de bioconcentração (BCF) e fator de translocação (TF) calculados, o maior BCF para zinco foi registrado para as raízes de Pteris vittata (3,93), enquanto o menor valor foi observado para as folhas de Verbascum thapsus (0,306). A raiz de Pteris vittata apresentou o maior BCF para ferro (1,618), enquanto as folhas de Ricinus communis apresentaram o menor (0,023). O maior valor de BCF para cromo foi maior para raízes de Populus nigra (0,717), enquanto o menor valor foi registrado para folhas de Persicaria maculosa (0,031). Para os metais selecionados, Fe, Zn e Cr, os maiores TF foram registrados para Pteris vittata (0,988), Verbascum thapsus (0,944) e Xanthium strumairum (0,968), respectivamente. Portanto, recomenda-se que essas plantas sejam cultivadas próximas a siderúrgicas para recuperar metais pesados ​​de efluentes industriais, solo poluído e água poluída.